DE102014223191A1

DE102014223191A1 - Stator assembly for an electric machine and a method for producing a stator assembly

Info

Publication number: DE102014223191A1
Application number: DE102014223191.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Ermer; Kurt Reutlinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2016-05-19
Also published as: WO2016074827A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung (1) für eine elektrische Maschine mit einem zylindrischen Statorkörper (2) und einer darin eingebrachten Steckwicklung, wobei die Steckwicklung mehrere in einem Wickelkopf (22) verschränkte u-förmige Steckelemente (14) und den Statorkörper durchdringende Anschlusselemente (15) umfasst, wobei freie Enden der Steckelemente (14) an einer ersten Stirnseite so verschaltet sind, dass mehrere in Umfangsrichtung (U) der Statoranordnung (1) versetzte Statorspulen gebildet sind, wobei Anschlüsse durch freie Enden (18, 19) der Anschlusselemente (15) auf einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Stirnseite gebildet sind, wobei zumindest ein Teil der Anschlüsse zu einem oder mehreren Sternpunkten verschaltet ist.The invention relates to a stator arrangement (1) for an electrical machine having a cylindrical stator body (2) and a plug-in winding introduced therein, the plug-in winding having a plurality of U-shaped plug elements (14) entangled in a winding head (22) and connecting elements (15) penetrating the stator body ), wherein free ends of the plug-in elements (14) are interconnected at a first end face so that a plurality of stator coils offset in the circumferential direction (U) of the stator arrangement (1) are formed, connections being formed by free ends (18, 19) of the connection elements (15 ) are formed on a second, the first opposite end face, wherein at least a part of the connections is connected to one or more star points.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere elektronisch kommutierte elektrische Maschinen, deren Statorwicklung in Stecktechnik ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen zum Erhöhen der Betriebssicherheit von elektrischen Maschinen. The invention relates to electrical machines, in particular electronically commutated electrical machines whose stator winding is formed in plug-in technology. Furthermore, the present invention relates to measures for increasing the reliability of electrical machines.

Stand der Technik State of the art

Allgemein ist es bekannt, dass eine Statorwicklung für eine elektrische Maschine mit Hilfe einer Stecktechnik ausgebildet werden kann. Bei der Stecktechnik werden U-förmige Leiterelemente in ein Verschränkungswerkzeug eingelegt und miteinander verschränkt, so dass Leiterbrücken, die Schenkel der Leiterelemente verbinden, möglichst platzsparend übereinander angeordnet werden. Anschließend wird das Bündel der so verschränkten Leiterelemente in einen Statorkörper einer elektrischen Maschine eingesetzt, um eine Statoranordnung mit einer Steckwicklung zu bilden. In general, it is known that a stator winding for an electrical machine can be formed by means of a plug-in technique. In the plug-in technology, U-shaped conductor elements are inserted into a Verschränkungswerkzeug and entangled with each other, so that conductor bridges, connecting the legs of the conductor elements are arranged as possible to save space on each other. Subsequently, the bundle of the entangled conductor elements is inserted into a stator body of an electrical machine to form a stator assembly with a plug-in winding.

Herkömmliche elektronisch kommutierte elektrische Maschinen weisen jeweils einer von mehreren Phasen zugeordnete Statorspulen auf. Diese werden gemäß einem Kommutierungsschema bestromt, um die elektrische Maschine z.B. motorisch zu betreiben. Nach einem Ausfall einer einzelnen der Phasen ist die elektrische Maschine in der Regel nicht mehr betreibbar. Insbesondere bieten herkömmliche elektrische Maschinen, deren Statoranordnung eine Steckwicklung umfasst, keine Möglichkeit einer Notlaufeigenschaft bei Ausfall einer einzelnen Phase. Je nach Anwendungsfall stellt dies ein Sicherheitsrisiko dar. Conventional electronically commutated electrical machines each have one of several phases associated with stator coils. These are energized according to a commutation scheme in order to power the electrical machine e.g. to operate motor. After a failure of a single phase of the electrical machine is usually no longer operable. In particular, conventional electric machines whose stator arrangement comprises a plug-in winding do not offer a possibility of emergency running in the event of a single phase failure. Depending on the application, this represents a security risk.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Statoranordnung mit Steckwicklung für eine elektrische Maschine zur Verfügung zu stellen, mit der eine verbesserte Notlaufeigenschaft der elektrischen Maschine erreicht werden kann und wodurch die Herstellung der Statoranordnung der elektrischen Maschine vereinfacht werden kann. It is therefore an object of the present invention to provide a stator arrangement with a plug winding for an electrical machine, with which an improved emergency running property of the electrical machine can be achieved and whereby the production of the stator assembly of the electrical machine can be simplified.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch die Statoranordnung für eine elektrische Maschine nach Anspruch 1 sowie durch die elektrische Maschine und die Herstellung einer Statoranordnung für eine elektrische Maschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. This object is achieved by the stator assembly for an electric machine according to claim 1 and by the electric machine and the production of a stator assembly for an electrical machine according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine mit einem zylindrischen Statorkörper und einer darin eingebrachten Steckwicklung vorgesehen, wobei die Steckwicklung mehrere in einem Wickelkopf verschränkte u-förmige Steckelemente und den Statorkörper durchdringende Anschlusselemente umfasst. Hierbei sind freie Enden der Steckelemente an einer ersten Stirnseite so verschaltet, dass mehrere, in Umfangsrichtung der Statoranordnung versetzte, Statorspulen gebildet sind. Anschlüsse werden durch freie Enden der Anschlusselemente auf einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Stirnseite, gebildet wobei zumindest ein Teil der Anschlüsse zu einem oder mehreren Sternpunkten verschaltet ist. According to a first aspect, a stator assembly for an electrical machine is provided with a cylindrical stator body and a plug-in winding introduced therein, wherein the plug-in winding comprises a plurality of U-shaped plug-in elements entangled in a winding head and connecting elements penetrating the stator body. In this case, free ends of the plug-in elements are interconnected on a first end side such that a plurality of stator coils offset in the circumferential direction of the stator arrangement are formed. Connections are formed by free ends of the connection elements on a second, the first opposite end face, wherein at least a part of the connections is connected to one or more star points.

Eine Idee der obigen Statoranordnung besteht darin, diese als Mehrfachsystem auszubilden, um so eine Redundanz bzw. eine Notlaufeigenschaft zu gewährleisten. Das Mehrfachsystem bietet die Möglichkeit, einzelne Phasen über verschiedene Sternpunkte miteinander zu koppeln und somit getrennte Teilsysteme auszubilden und/oder die verschiedenen Teilsysteme mit Hilfe von verschiedenen unabhängigen Steuergeräten zu betreiben. An idea of the above stator arrangement is to form it as a multiple system so as to ensure a redundancy or emergency running property. The multiple system offers the possibility of coupling individual phases to one another via different neutral points and thus to form separate subsystems and / or to operate the various subsystems with the aid of various independent control devices.

Bei der Realisierung der Statoranordnung mit einer Steckwicklung wird daher jede separat ausgebildete Phase mit zwei Steckelementen versehen, die ein individuelles Verschalten der einzelnen Phasen ermöglichen. So können die Phasen mit mehreren Sternpunkten verschaltet werden, um unabhängige Teilsysteme auszubilden oder über einen gemeinsamen Sternpunkt miteinander verbunden werden. Durch geeignete Wahl der Zonungen (Abstand von Statorsegmenten, die einer Phase zugeordnet sind) von zum Beispiel 60° können des Weiteren Umkehrverbinder vermieden werden, welche die Stirnseite durch mit Anschlusssteckelementen gebildete Anschlüsse über mehrere Statornuten hinweg miteinander verbinden. In the realization of the stator arrangement with a plug-in winding therefore each separately formed phase is provided with two plug-in elements, which allow an individual interconnection of the individual phases. Thus, the phases can be interconnected with several neutral points in order to form independent subsystems or to be connected to one another via a common neutral point. By suitable choice of the zonings (distance of stator segments, which are associated with a phase) of, for example, 60 °, further reversing connectors can be avoided, which connect the front side through terminals formed with terminal connectors over a plurality of stator slots.

Weiterhin kann ein elektrisch leitender Sternpunktring zum Ausbilden des Sternpunkts für die Sternpunktverschaltung der Statorspulen vorgesehen sein, der an der zweiten Stirnseite im axialen Bereich des Wickelkopfs den Wickelkopf radial innen oder radial außen umgebend angeordnet ist. Furthermore, an electrically conductive star point ring for forming the star point for the star point connection of the stator coils can be provided, which is arranged on the second end face in the axial region of the winding over the winding head radially inside or radially outside.

Alternativ können zwei elektrisch leitende Sternpunktringe zum Ausbilden von zwei Sternpunkten für die Sternpunktverschaltung der Statorspulen vorgesehen sein, die im axialen Bereich des Wickelkopfs den Wickelkopf radial innen und radial außen umgebend angeordnet sind. Alternatively, two electrically conductive star points for forming two star points for the star point connection of the stator coils may be provided, which are arranged in the axial region of the winding over the winding head radially inwardly and radially outwardly.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Teil der durch die Anschlusselemente ausgebildeten Anschlüsse mit dem oder den Sternpunktringen durch Löten, Schweißen oder Kleben elektrisch verbunden ist, wobei ein weiterer Teil der Anschlüsse zur externen Kontaktierung bereitgestellt ist. It may be provided that a part of the terminals formed by the connection elements with the star or the star points by soldering, welding or gluing electrically connected is, with a further part of the terminals for external contacting is provided.

Gemäß einer Ausführungsform können die freien Enden der Steckelemente und die freien Enden der Anschlusselemente auf der ersten Stirnseite so verschaltet sein, dass nur benachbarte Enden der Steckelemente und der Anschlusselemente miteinander elektrisch verbunden sind. According to one embodiment, the free ends of the plug-in elements and the free ends of the connection elements can be connected on the first end side such that only adjacent ends of the plug-in elements and the connection elements are electrically connected to one another.

Weiterhin kann eine Zonung der Statorspulen so gewählt sein, dass nur benachbarte Enden der Steckelemente und der Anschlusselemente miteinander elektrisch verbunden sind. Furthermore, a zoning of the stator coils may be selected such that only adjacent ends of the plug-in elements and the connection elements are electrically connected to one another.

Insbesondere kann eine Zonung der Statorspulen 60° betragen. In particular, a zoning of the stator coils can amount to 60 °.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine elektrische Maschine mit der obigen Statoranordnung vorgesehen. In another aspect, an electric machine is provided with the above stator assembly.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung einer elektrischen Maschine vorgesehen, mit folgenden Schritten:

– Bestücken eines Verschränkungswerkzeugs mit u-förmigen Steckwicklungen und linearen Anschlusselementen;
– Verschränken der Steckwicklungen;
– Anordnen der verschränkten Steckwicklungen in einem Statorkörper, so dass freie Enden der Steckwicklungen und der Anschlusselemente auf einer ersten Stirnseite und ein Wickelkopf und freie Enden der Anschlusselemente auf einer zweiten Stirnseite angeordnet sind;
– Verbinden eines Teils der freien Enden der Anschlusselemente auf der zweiten Stirnseite zu einem oder mehreren Sternpunkten.

According to a further aspect, a method for producing a stator arrangement of an electrical machine is provided, with the following steps:

- loading a Verschränkungswerkzeugs with U-shaped Steckwicklungen and linear connection elements;
- Crossing the Steckwicklungen;
Arranging the entangled plug windings in a stator body, so that free ends of the plug windings and the connection elements are arranged on a first end side and a winding head and free ends of the connection elements on a second end side;
- Connecting a part of the free ends of the connecting elements on the second end face to one or more star points.

Weiterhin können die freien Enden der Anschlusselemente über einen oder mehrere elektrisch leitende Sternpunkte elektrisch verbunden werden. Furthermore, the free ends of the connection elements can be electrically connected via one or more electrically conductive neutral points.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Brief Description of the Drawings Embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1a–1d eine schematische Darstellung von Verfahrensständen für ein Verfahren zum Ausbilden einer Steckwicklung für eine dreiphasige elektrische Maschine; 1a - 1d a schematic representation of process states for a method for forming a plug-in winding for a three-phase electric machine;

2a und 2b die schematische Darstellung einer Verschaltung einer Statoranordnung einer solchen elektrischen Maschine mit einem gemeinsamen Sternpunkt und ein entsprechendes Ersatzschaltbild; 2a and 2 B the schematic representation of an interconnection of a stator of such an electric machine with a common neutral point and a corresponding equivalent circuit diagram;

3 eine perspektivische Darstellung auf den Wickelkopf mit einem einzelnen Sternpunkt; und 3 a perspective view of the winding head with a single star point; and

4a und4b die schematische Darstellung einer Verschaltung einer Statoranordnung einer solchen elektrischen Maschine mit mehreren Sternpunkten und ein entsprechendes Ersatzschaltbild 4a and 4b the schematic representation of an interconnection of a stator of such an electric machine with several star points and a corresponding equivalent circuit diagram

Beschreibung von Ausführungsformen Description of embodiments

Die 1a bis 1d zeigen schematisch Verfahrensstände für ein Verfahren zum Herstellen einer Steckwicklung für eine Statoranordnung einer elektrischen Maschine. The 1a to 1d show schematically process states for a method for producing a plug-in winding for a stator assembly of an electrical machine.

Die Statoranordnung wird gemäß Verfahrensstand der 1a mit einer Steckwicklung versehen, die zunächst in einem Verschränkungswerkzeug 10 ausgebildet wird. The stator assembly is according to the state of the 1a provided with a plug-in winding, initially in a Verschränkungswerkzeug 10 is trained.

Das Verschränkungswerkzeug 10 weist zwei gegeneinander verdrehbare Zylinder 11, 12 jeweils mit achsparallel ausgerichteten Aufnahmeöffnungen 13 zur Aufnahme eines jeweiligen geraden Leiterschenkels eines U-förmigen Steckelements 14 auf. Die Steckelemente 14 stellen Leiterbügel bzw. Drahtbügel dar. In der Darstellung der 1a bis 1d sind die Zylinder 11, 12 linear (aufgerollt) dargestellt, wobei jeder der Zylinder 11, 12 zwei konzentrische Anordnungen der Aufnahmeöffnungen 13 aufweisen, so dass in jedem der Zylinder 11, 12 jeweils zwei Aufnahmeöffnungen 13 radial ausgerichtet sind. The Entanglement Tool 10 has two mutually rotatable cylinder 11 . 12 each with axially parallel receiving openings 13 for receiving a respective straight ladder leg of a U-shaped plug element 14 on. The plug-in elements 14 represent conductor bar or wire hanger. In the representation of 1a to 1d are the cylinders 11 . 12 shown linearly (rolled up), each of the cylinders 11 . 12 two concentric arrangements of the receiving openings 13 so that in each of the cylinders 11 . 12 two receiving openings each 13 are radially aligned.

Die Aufnahmeöffnungen 13 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung U beabstandet angeordnet. Die Zylinder 11, 12 weisen jeweils die gleiche Anzahl von durch die radialen Anordnungen (angegeben durch die radiale Richtung R, Pfeil gibt die Richtung nach radial außen an) von Aufnahmeöffnungen 13 gebildete Aufnahmepositionen in Umfangsrichtung U auf. Anstelle von einzelnen Aufnahmeöffnungen 13 können auch Nuten zur Aufnahme von mehreren Leiterschenkeln der Steckelemente 14 vorgesehen sein. Die Anzahl der Aufnahmeöffnungen 13 beträgt 36. Diese sind entsprechend fortlaufend nummeriert. The receiving openings 13 are arranged evenly spaced in the circumferential direction U. The cylinders 11 . 12 each have the same number of slots through the radial arrangements (indicated by the radial direction R, arrow indicates the direction radially outward) of receiving openings 13 formed recording positions in the circumferential direction U on. Instead of individual receiving openings 13 can also grooves for receiving a plurality of conductor legs of the plug-in elements 14 be provided. The number of receiving openings 13 is 36 , These are numbered consecutively.

1a zeigt einen Verfahrensstand, bei dem das Verschränkungswerkzeug 10 zum Herstellen einer Steckwicklung mit vier Leitern pro Nut für eine Statoranordnung mit 36, in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Nuten in einem ersten Bestückungsschritt bestückt ist. 1a shows a process state in which the Verschränkungswerkzeug 10 for producing a plug-in winding with four conductors per groove for a stator assembly with 36 , in circumferential direction adjacent grooves in a first loading step is fitted.

Die jeweils einander zugeordneten in radialer Richtung benachbarten (inneren) Aufnahmeöffnungen 13 aller Aufnahmepositionen werden dabei mit den entsprechenden U-förmigen Steckelementen 14 bestückt, so dass deren Leiterschenkel in die Aufnahmeöffnungen 13 ragen und deren die Leiterschenkel verbindendes Brückenteil radial ausgerichtet ist. The respective mutually associated in the radial direction adjacent (inner) receiving openings 13 all recording positions are doing with the corresponding U-shaped plug-in elements 14 fitted, so that their ladder legs in the receiving openings 13 protrude and whose the Ladder connecting leg bridge is radially aligned.

Weiterhin werden die sich jeweils an die bestückten Aufnahmeöffnungen 13 angrenzenden (äußeren) Aufnahmeöffnungen 13 der Nuten mit den Nummern 1–6, 13–18 und 25–30 beider Zylinder 11, 12 mit weiteren U-förmigen Steckelementen 14 bestückt, so dass deren die Leiterschenkel verbindendes Brückenteil radial ausgerichtet ist. Die Brückenteile der Steckelemente 14 überspannen bzw. umschließen die Brückenteile der Steckelemente 14 der zuvor erfolgten Bestückung. Furthermore, which are each to the stocked receiving openings 13 adjacent (outer) receiving openings 13 grooves with numbers 1 - 6 . 13 - 18 and 25 - 30 both cylinders 11 . 12 with further U-shaped plug-in elements 14 equipped, so that the conductor leg connecting bridge part is radially aligned. The bridge parts of the plug-in elements 14 span or enclose the bridge parts of the plug-in elements 14 the previous placement.

Dadurch kann eine Steckwicklung geschaffen werden, die sechs Phasenzonen aufweist. Die herzustellende Statorwicklung betrifft eine elektrische Maschine mit zwei Polpaaren, sodass der Umfang der Statoranordnung 2 × 360° elektrischer Rotorlage entspricht. Somit entspricht die Zonung der Phasenspulen 60°. As a result, a plug-in winding can be created which has six phase zones. The stator winding to be produced relates to an electrical machine with two pole pairs, so that the circumference of the stator arrangement corresponds to 2 × 360 ° electric rotor position. Thus, the zoning of the phase coils corresponds to 60 °.

In 1b wird ein Verfahrenszustand gezeigt, nachdem die Zylinder 11, 12 um eine Aufnahmeposition in einem ersten Verschränkungsschritt verdreht worden sind. In 1b a process state is shown after the cylinders 11 . 12 have been rotated about a receiving position in a first Verschränkungsschritt.

Anschließend werden, wie in Schritt der 1c gezeigt, die einander gegenüberliegenden freien Aufnahmeöffnungen 13 in einem weiteren Bestückungsschritt mit weiteren Steckelementen 14 an den Aufnahmepositionen 7, 8, 10, 11, 19, 20, 22, 23, 31, 32 34, 35 bestückt und die freien Aufnahmeöffnungen 13 des ersten Zylinders 11 an den Aufnahmepositionen 6, 9, 18, 21, 30, 33 und die (äußeren) Aufnahmeöffnungen 13 an den Aufnahmepositionen 9, 12, 21, 24, 33, 36 mit im Wesentlichen geraden (einfachen und im Wesentlichen ungebogenen) Anschlusselementen 15 bestückt, die etwa die Länge der Leiterschenkel der Steckwicklungen 14 aufweisen. Die Anschlusselemente 15 sind so angeordnet, dass sie an beiden Stirnseiten der Zylinder 11, 12 freie Enden aufweisen. Subsequently, as in step the 1c shown the opposite free receiving openings 13 in a further placement step with further plug-in elements 14 at the pickup positions 7 . 8th . 10 . 11 . 19 . 20 . 22 . 23 . 31 . 32 34 . 35 equipped and the free intake openings 13 of the first cylinder 11 at the pickup positions 6 . 9 . 18 . 21 . 30 . 33 and the (outer) receiving openings 13 at the pickup positions 9 . 12 . 21 . 24 . 33 . 36 with substantially straight (simple and substantially unbent) connection elements 15 equipped, which is about the length of the conductor legs of the plug windings 14 exhibit. The connection elements 15 are arranged so that they are on both ends of the cylinder 11 . 12 have free ends.

Anschließend werden, wie in dem Verfahrenszustand der 1d gezeigt, die Zylinder 11, 12 in einem zweiten Verschränkungsschritt um weitere 8 Aufnahmepositionen in dieselbe Richtung wie bei dem ersten Verschränkungsschritt zuvor verdreht, um die Verschränkung der Steckelemente 14 zu vollenden. Durch dieses Bestückungsschema ergeben sich zwölf freie Anschlüsse auf der den Leiterbrücken zugeordneten zweiten Stirnseite der so gebildeten Steckwicklung. Die Anschlusselemente 15 dienen dabei einerseits als externe Anschlüsse und andererseits als Anschlüsse für einen oder mehrere zu bildende Sternpunkte. Subsequently, as in the process state of 1d shown the cylinders 11 . 12 in a second Entschränkungsschritt to further 8th Shot positions in the same direction as in the first Verschränkungsschritt previously twisted to the entanglement of the plug-in elements 14 to complete. This assembly scheme results in twelve free connections on the conductor bridges associated second end face of the so-formed plug-in winding. The connection elements 15 serve on the one hand as external connections and on the other hand as connections for one or more star points to be formed.

Anschließen wird das Paket aus verschränkten Steckelementen 14 und geraden Anschlusselementen 15 aus dem Verschränkungswerkzeug entnommen und in einen Statorkörper eingesetzt The package will be made of entangled plug-in elements 14 and straight connection elements 15 removed from the Verschränkungswerkzeug and used in a stator

In den 2a und 2b ist eine mögliche Verschaltung der freien Enden der Anschlusselemente 15 und das daraus resultierende Ersatzschaltbild gezeigt. Die radial äußeren Enden der Anschlusselemente 15 werden dabei zu einem gemeinesamen Sternpunkt verschaltet. Man erkennt, dass die durch die obige Steckwicklung gebildeten sechs Phasenspulen 16 zu einem gemeinsamen Sternpunkt S verschaltet sind. Die radial innenliegenden freien Enden der Anschlusselemente 15 stellen die externen Anschlüsse der einzelnen Phasen U1, V1, W1, X2, Y2, Z2 dar. In the 2a and 2 B is a possible interconnection of the free ends of the connection elements 15 and the resulting equivalent circuit diagram shown. The radially outer ends of the connection elements 15 are interconnected to a common star point. It can be seen that the six phase coils formed by the above plug-in winding 16 are interconnected to a common neutral point S. The radially inner free ends of the connecting elements 15 represent the external terminals of the individual phases U1, V1, W1, X2, Y2, Z2.

3 zeigt eine Statoranordnung 1 für eine elektrische Maschine mit einem zylindrischen Statorkörper 2, der Durchgangsöffnungen 3 zur Aufnahme der Leiterschenkel der verschränkten Steckelemente 14 sowie der Anschlusselemente 15 aufweist. Die perspektivische Ansicht zeigt eine Stirnseite 21, an der der durch die verschränkten Leiterbrücken gebildete Wickelkopf 22 angeordnet ist. Wie in 3 dargestellt, kann dieser gemeinsame Sternpunkt mit Hilfe eines elektrisch leitenden Sternpunktrings 17 ausgebildet werden, an dem radial äußere freie Enden 18 der Anschlusselemente 15 als Sternpunktanschlüsse angeschweißt, angeklebt bzw. angelötet sind, während die radial innen liegenden freien Enden 19 der Anschlusselemente 15 als Anschlüsse die externen Anschlüsse der Statorwicklung darstellen. 3 shows a stator assembly 1 for an electric machine with a cylindrical stator body 2 , the passage openings 3 for receiving the conductor legs of the entangled plug-in elements 14 and the connection elements 15 having. The perspective view shows an end face 21 , at which the winding head formed by the crossed conductor bridges 22 is arranged. As in 3 shown, this common star point with the help of an electrically conductive star point ring 17 be formed, at the radially outer free ends 18 the connection elements 15 welded as star point terminals, glued or soldered, while the radially inner free ends 19 the connection elements 15 as connections represent the external connections of the stator winding.

Der Sternpunktring 17 liegt im Bereich der axialen Position der verschränkten Leiterbrücken der Steckwicklung im Inneren des so gebildeten Wickelkopfes. Durch die übrigen freien Enden 19 der Anschlusselemente 15 werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs externe Anschlüsse geschaffen, mit denen jeweils eine Phase der elektrischen Maschine angesteuert werden kann. The star point ring 17 is in the range of the axial position of the crossed conductor bridges of the plug-in winding in the interior of the winding head thus formed. Through the remaining free ends 19 the connection elements 15 In the present exemplary embodiment, six external connections are created with which one phase of the electrical machine can be controlled in each case.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Phasenzahl sechs, so dass zwei dreiphasige Teilsysteme ausgebildet werden können. Diese können zum Beispiel mit Hilfe von separaten Steuergeräten unabhängig voneinander betrieben werden, sodass bei einer Beschädigung oder bei Ausfall einer der Phasen ein Notlaufbetrieb gewährleistet werden kann. In the present embodiment, the number of phases is six, so that two three-phase subsystems can be formed. These can be operated independently of each other, for example, with the aid of separate control units, so that emergency operation can be ensured in the event of damage or failure of one of the phases.

Eine alternative Verschaltung der Sternpunktanschlüsse 18 ist beispielsweise in den 4a, 4b und 4c als schematische Darstellung der Verschaltung der freien Enden der Steckwicklung, als Ersatzschaltbild und in einer Querschnittsdarstellung durch die Statoranordnung gezeigt. Dazu können zwei elektrisch leitende Sternpunktringe 23, 24 vorgesehen werden, die sich auf der zweiten Stirnseite 21 der Statoranordnung 1, insbesondere in dem axialen Bereich des Wickelkopfs 22 befinden. Dabei wird ein erster, innerer der Sternpunktringe 23 bezüglich des Wickelkopfes radial innen und ein zweiter, äußerer der Sternpunktringe 24 bezüglich des Wickelkopfes 22 radial außen angeordnet. An alternative interconnection of the star point connections 18 is for example in the 4a . 4b and 4c as a schematic representation of the interconnection of the free ends of the plug-in winding, shown as an equivalent circuit diagram and in a cross-sectional view through the stator assembly. These can be two electrically conductive star points 23 . 24 be provided, located on the second front page 21 the stator assembly 1 , in particular in the axial region of the winding overhang 22 are located. This is a first, inner of the star point rings 23 with respect to the winding head radially inward and a second, outer of the star point rings 24 with respect to the winding head 22 arranged radially on the outside.

An den inneren Sternpunktring 23 werden radial außen liegende freie Enden 18 der Anschlusselemente 15 angeschlossen, die drei unterschiedlichen Phasen der Statorspulen zugeordnet sind, die etwa in der Steckwicklung um den gleichen Winkelbereich voneinander beabstandet sind. Analog werden an den äußeren Sternpunktring 24 radial innen liegende freie Enden 25 der Anschlusselemente angeschlossen, die drei unterschiedlichen Phasen der Statorspulen zugeordnet sind, die etwa in der Steckwicklung um den gleichen Winkelbereich voneinander beabstandet sind. To the inner star point ring 23 be radially outer free ends 18 the connection elements 15 connected, which are assigned to three different phases of the stator coils, which are spaced apart in the plug-in winding by the same angular range approximately. Analog to the outer star point ring 24 radially inward free ends 25 connected to the connecting elements, which are assigned to three different phases of the stator coils, which are spaced apart from each other in the plug-in winding by the same angular range.

Durch das obige Schema der Anordnung und Verschränkung der Steckelemente 14 ergibt sich eine Zonung von 60° (bezüglich der elektrischen Rotorlage). Dadurch können dreiphasige oder n·3-phasige Steckwicklungen gebildet werden. Bei Vorsehen einer 60°-Zonung besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Umkehrverbindungen vermieden werden können. By the above scheme of the arrangement and entanglement of the plug-in elements 14 results in a zoning of 60 ° (with respect to the electric rotor position). As a result, three-phase or n × 3-phase plug-in windings can be formed. Providing a 60 ° zone has another advantage in that reverse connections can be avoided.

Umkehrverbindungen stellen jeweils ein eine oder mehrere Statornuten übergreifendes elektrisches Verbindungselement dar, mit dem üblicherweise seitens des Wickelkopfes mit den verschränkten Leiterbrücken gegenüberliegende Stirnseite nicht unmittelbar miteinander benachbarte freie Enden der Steckelemente 14 miteinander elektrisch verbunden werden können. Der Wegfall von Umkehrverbindungen stellt dabei eine erhebliche Erleichterung bei der Montage der Statoranordnung dar. Reversing connections each represent one or more stator grooves cross-electrical connection element, with the usually on the part of the winding head with the crossed conductor bridges opposite end side not directly adjacent to each other free ends of the plug-in elements 14 can be electrically connected to each other. The elimination of reverse connections represents a significant facilitation in the assembly of the stator assembly.

Claims

Stator arrangement ( 1 ) for an electrical machine with a cylindrical stator body ( 2 ) and a plug-in winding introduced therein, the plug-in winding having a plurality of winding heads ( 22 ) entangled U-shaped plug-in elements ( 14 ) and the stator body ( 2 ) penetrating connection elements ( 15 ), wherein free ends of the plug-in elements ( 14 ) are interconnected at a first end face in such a way that several in the circumferential direction (U) of the stator arrangement ( 1 ) staggered stator coils are formed; where connections by free ends ( 18 . 19 ) of the connection elements ( 15 ) on a second, the first opposite end face ( 21 ) are formed, wherein at least a part of the connections is connected to one or more star points.

Stator arrangement ( 1 ) according to claim 1, wherein an electrically conductive star point ring ( 17 . 23 . 24 ) is provided for forming the star point for the star point connection of the stator coils, which in the axial region of the winding head ( 22 ) is arranged radially surrounding the winding head inside or radially outside.

Stator arrangement ( 1 ) according to claim 1, wherein two electrically conductive star points ( 23 . 24 ) are provided for the formation of two star points for the star point connection of the stator coils, which in the axial region of the winding head ( 22 ) the winding head ( 22 ) are arranged radially inwardly and radially outwardly surrounding.

Stator arrangement ( 1 ) according to claim 2 or 3, wherein a part of the through the connecting elements ( 15 ) formed connections with the one or more star points ( 17 . 23 . 24 ) is connected by soldering, welding or gluing, and wherein a further part of the terminals for external contacting is provided.

Stator arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the free ends of the plug-in elements ( 14 ) and the free ends ( 25 ) of the connection elements ( 15 ) are connected on the first end side so that only adjacent ends of the plug-in elements ( 14 ) and the connection elements ( 15 ) are electrically connected to each other.

Stator arrangement ( 1 ) according to claim 5, wherein a Zonung of the stator coils is selected so that only the adjacent ends of the plug elements ( 14 ) and the connection elements ( 15 ) are electrically connected to each other.

Stator arrangement ( 1 ) according to claim 6, wherein a zonation of the stator coils is 60 °.

Electric machine with a stator arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.

Method for producing a stator arrangement ( 1 ) of an electrical machine, comprising the following steps: - equipping a cross-linking tool ( 10 ) with U-shaped plug windings ( 14 ) and linear connection elements ( 15 ); - Interweaving the plug windings ( 14 ); - arranging the entangled plug windings ( 14 ) in a stator body ( 2 ), so that free ends of the plug windings ( 14 ) and the connection elements ( 15 ) on a first end face and a winding head ( 22 ) and free ends ( 19 ) of the connection elements ( 15 ) are arranged on a second end face; Connecting at least part of the free ends of the connecting elements ( 15 ) on the second end face to one or more star points.

Method according to claim 9, wherein the free ends of all connection elements ( 15 ) on the second Front side are connected to one or more electrically conductive star points.